[发明专利]通过相继地固化层来制造三维物体的设备和相关的方法

说明书

本发明涉及一种用于制造三维物体的设备，该设备通过在与该物体的相应横截面对应的位置处相继地固化建造材料的层来制造三维物体，该建造材料能借助于辐射来固化，该设备具有：包围过程室的壳体；安置在该壳体中的建造容器；照射装置，用于在与该物体的相应的横截面对应的位置处照射建造材料的层；施加装置，用于将建造材料的层施加在建造容器中的承载装置上或之前形成的层上；计量装置，用于输送建造材料，其中，施加装置包括覆层元件，使得由计量装置输送的建造材料作为薄层沿着直线的施加运动分布在施加区域中，其特征在于，在对于一个层的覆层过程结束时，对于回到覆层初始位置的覆层元件(11)返回,覆层元件执行避让‑返回运动(A、R、Z)，在避让‑返回运动中覆层元件(11)与位于照射装置(17)和被施加的层之间的扫描器射束空间区域(30)不交错。

技术领域

本发明涉及一种用于制造三维物体的设备，该设备通过在与该物体的相应横截面对应的位置处相继地固化建造材料的层来制造三维物体，该建造材料能借助于辐射来固化，本发明还涉及一种相关的方法。

背景技术

上述类型的设备首先具有壳体，在该壳体中安置有过程室。在过程室底部的平面下方安置有建造容器，在制造过程中建造材料和部分物体或物体位于该平面上。此外设置有施加装置，利用该施加装置将建造材料的层施加在建造容器的承载装置上或之前形成的层上。计量装置用于，将建造材料输送给施加装置的覆层元件。该覆层元件尤其直线地在由建造容器限定的建造区的表面上移动并将建造材料作为非常薄的层分配，随后利用聚焦的激光束通过照射使该层熔化或熔融，并在冷却后固化以形成物体。这种设备例如从文献DE10 2006 056 422.7中已知。

就此这种已知的设备不利的是，该设备由于覆层过程所需的照射停顿占据相当长的时间段。

发明内容

本发明的目的是，如此设计设备和相关的方法，使得可以缩短总的建造过程。这由此实现，即在对于一个层的覆层过程结束时，对于回到覆层初始位置的覆层元件返回,覆层元件执行避让-返回运动，在避让-返回运动中覆层元件与位于照射装置和被施加的层之间的扫描器射束空间区域不交错。

本发明提供了一种用于制造三维物体的设备，该设备通过在与该物体的相应横截面对应的位置处相继地固化建造材料的层来制造三维物体，该建造材料能借助于辐射来固化，该设备具有：包围过程室的壳体；安置在该壳体中的建造容器；照射装置，用于在与该物体的相应的横截面对应的位置处照射建造材料的层；施加装置，用于将建造材料的层施加在建造容器中的承载装置上或之前形成的层上；计量装置，用于输送建造材料，其中，施加装置包括覆层元件，使得由计量装置输送的建造材料作为薄层沿着直线的施加运动分布在施加区域中。该设备的特征在于，在对于一个层的覆层过程结束时，对于回到覆层初始位置的覆层元件返回,覆层元件执行避让-返回运动，在避让-返回运动中覆层元件与位于照射装置和被施加的层之间的扫描器射束空间区域不交错。可视为本发明的核心内容的是，采取如下措施，即直接在覆层过程结束之后进行或开始在优选整个照射区域上的立即的照射吸收。据此，可以直接在覆层元件——该覆层元件在覆层过程期间沿施加方向运行——的后方开始照射过程，这是因为照射过程通常在建造面或建造面的大部分上分布地通过所谓的“岛式覆层”的方式实现，也就是说照射小的部段，这些小的部段部分地彼此远离，以便在构件层中避免热应力，适宜的是，如此使得覆层器返回，使得优选提供整个空闲的建造区以用于照射。换句话说是，本发明的原则包括所有的返回方式，其中如此引导覆层元件或施加装置的其它元件，使得激光束无阻碍地通过与射束交错的覆层元件或施加装置的其余元件自由地到达建造面上。

避让运动以有利的方式包括覆层器的空间位置关于覆层器在覆层过程中的空间位置的变化。例如如果覆层器或覆层元件水平地位于待覆层的面的上方，则空间位置变化与向上翻转、摆动离开、从建造区中转动出来以及类似情况相联系，该空间位置变化对整个建造过程的加速产生有利影响。在覆层元件返回时，可以通过一个或多个扫描器开始对整个建造区的有针对性的和全面的照射。